長慶油田分采泵分層采油工藝技術研究與應用

李大建，牛彩云，何 淼，王 百

（中國石油長慶油田公司油氣工藝研究院（低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室），陜西西安 710018）

長慶油田分采泵分層采油工藝技術研究與應用

李大建，牛彩云，何 淼，王 百

（中國石油長慶油田公司油氣工藝研究院（低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室），陜西西安 710018）

三疊系延長組是長慶油田主力開發層系，油藏在縱向上表現為多套小層疊合，受到超前注水、籠統注水等因素影響，兩層籠統合采油井層間壓差較大，層間矛盾突出，因此用分采泵分層采油是消除合采油井層級間干擾矛盾的主要方式之一。鑒于長慶油田三疊系油藏飽和壓力低，地飽壓差小，油井氣油比高，研發了一種“上泵抽下層，下泵抽上層”的防氣式分采泵。現場試驗應用表明，該防氣式分采泵分采效果明顯，對高氣油比油井適應性強。

防氣式分采泵；分層采油；長慶油田

1 問題的提出

目前對于疊合油層的開采主要采用兩種方式：籠統合采、分層開采，不同方式的選擇主要基于測試資料對油井產層之間層間干擾程度分析結果。當層間存在嚴重干擾矛盾時，為消除層間干擾對儲層產能的抑制作用，通常采用分層采油。

三疊系延長組是長慶油田主力開發層系，在縱向上表現為多套小層疊合。受到超前注水、籠統注水等因素影響，兩層籠統合采油井層間壓差較大，層間矛盾突出［1］。為消除、改善層間干擾矛盾，充分發揮上下產層產能，需要對上下疊合產層開展分層采油［2-5］，分采泵分層采油是目前國內外兩層分采的主要方式之一。長慶油田三疊系油藏飽和壓力低，地飽壓差小，油井氣油比高，諸如偏置閥式分采泵、滑閥式分采泵、獨立進出液式分采泵受到泵結構原理限制，分采泵分采管柱中下產層伴生氣沒有通道，分采泵受氣體影響嚴重，泵適應程度低。為此，基于常見分采泵結構原理，研發出一種“上泵抽下層、下泵抽上層”的防氣式分采泵，很好地解決了分采泵在兩層分采過程中的氣體影響。在高氣油比區塊現場分采試驗應用情況表明，該泵應用效果顯著，為長慶油田高氣油比疊合油藏的高效開發探索出一條新途徑。

2 防氣式分采泵結構與工作原理

2.1 防氣式分采泵結構

防氣式分采泵主要由上、下接頭，上、下泵筒總成，上、下柱塞組合總成，橋式雙通道進液分流閥總成，下固定閥等部件組成，見圖1所示。

圖1 防氣式分采泵結構示意

2.2 防氣式分采泵工作原理

如圖2、3所示，分采管柱下入井內預定位置，封隔器坐封，封隔器將上下油層分為兩個獨立的供液系統，在泵柱塞往復運動過程中，上油層產液通過防氣分采泵橋式雙進液分流閥短節側向進油口進入下筒泵，到達上筒泵底部凡爾；下油層產液經過篩管、油管，首先到達下泵筒固定閥，經過橋式雙進液短節下進油口、下泵筒與過橋管的環形空間，到達上泵筒柱塞下端的分流閥總成；兩層液體在分流閥總成處匯總，經上部柱塞排入油管，舉升至地面，實現了上下疊合油層在互不干擾條件下分采混出的目的。

圖2 防氣分采泵分采管柱示意

圖3 防氣分采泵工作原理示意

2.3 防氣式分采泵防氣原理

（1）防氣式分采泵結構設計可以看做是由兩臺整筒抽油泵串聯而成的復合抽油泵，上下泵倒置設計，實現了分采泵上泵抽下層，下泵抽上層工作原理（圖3），在此條件下，上油層伴生氣通過油套環空排出，下產層伴生氣通過上泵柱塞作用通過油管隨井液一起排出，從而有效建立了分采油井上下油層伴生氣排氣通道，從根本上提高了分采泵對油井伴生氣體的適應能力。

（2）分采泵泵體上設計有儲氣包，能夠有效、及時對分采油井下油層伴生氣排放，進一步提高分采泵適應伴生氣的能力。

儲氣包工作原理：當上泵柱塞上行時，固定閥打開，油氣混合物進入上級泵筒，氣體進入儲氣腔；當柱塞下行時，氣體密閉在儲氣腔內，柱塞下行至下死點時，氣體進入油管內，通過油管舉升至地面集輸系統中。如圖4所示。

圖4 儲層包工作原理示意

3 防氣式分采泵分層采油現場應用

長慶油田主力開發層系三疊系延長組縱向表現為多套油層疊合，油井伴生氣大，多個開發區塊屬于高氣油比區塊，統計96個高氣油比油藏（區塊）中，氣油比大于100 m3／t的有80個。油井先天條件決定了分采工藝技術要具有較強防氣適應性。在此背景下，2010-2011年長慶油田研發了具有防氣能力的防氣式分采泵，并開展了現場試驗，累計開展現場分采試驗25井次，其中具有顯著提液效果21井次，具有增油效果20井次，試驗有效率84%，累計增油1000多噸，取得較好的試驗效果（表1、圖5所示）。

表1 典型試驗井分采效果統計

圖5 L122-25井防氣式分采泵分層采油曲線

4 結論與認識

（1）防氣式分采泵結構上的設計優勢決定了其在工作過程中對高氣油比油井伴生氣具有良好的適應能力。

（2）針對長慶油田三疊系油藏氣油比高、伴生氣量大的油井開展分層采油。現場應用，結果表明防氣式分采泵分層采油效果良好，具有推廣應用的前景。

（3）現場試驗情況表明，油井層間干擾矛盾越大，分采泵分采效果越明顯。因此，分采選井的重中之重是開展油井分層測試，要準確掌握油井產層之間干擾矛盾程度。

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As the main producing layers，oil reservoirs of Triassic Yanchang formation have the characteristics of overlapped multiple layers vertically，and affected by advanced water injection and general water injection.If general commingled production of two layers adopted，the interlayer pressure difference will be bigger and the interlayer contradiction will become obvious.Therefore，two-layered selective zone production technology should be adopted.In view of the reservoir characteristics of low saturation pressure，small formation-saturation pressure difference and high oil gas ratio，a kind of gas-proof separate layer production pump，"the upper pump for lower layer and lower pump for upper layer"，has been adopted.Through field test and application，the results show the pump has good production effect and stronger adaptability for high oil gas ratio wells.

97 Research and application of gas-proof pump layering oil production technology in Changqing oilfield

Li Dajian et al（Low Permeability Oil and Gas E＆D NEL of Changqing Oilfield Company，PetroChina，Xi'an，Shaanxi 710018）

gas-proof separate layer production pump；separate layer oil production；general production；interlayer interference

TE833

A

1673-8217（2012）06-0097-02

2012-06-06

李大建，工程師，碩士，1979年生，2006年畢業于中國地質大學（北京）構造地質學專業，現從事采油工藝技術、盆地構造與油氣成藏等方面研究工作。

李金華